Решение примера 3 приводится как программа 3.

В данном примере поступающие в систему требования сначала буферизуются в накопителе емкостью в 3 единицы. Потом, в зависимости доступности или недоступности накопителя, требования направляются в одно из устройств с помощью блока GATE.

Формат записи блока SUNAVAIL:

SUNAVAIL NAK

В поле <A> блока задается имя накопителя (оператора STORAGE). В программе накопитель под именем NAK становится недоступным.

Формат записи блока SAVAIL:

SAVAIL NAK

Блок SAVAIL переводит накопитель под именем NAK из состояния недоступности в состояние доступности. В поле <A> блока SAVAIL задается имя накопителя, которое переводится в состояние доступности.

Блоки SUNAVAIL и SAVAIL работают совместно.

В данной программе перевод из состояния недоступности в состояние доступности происходит через 17 мин. (в поле <A> блока ADVANCE под номером 520 задано время задержки, равное 17 мин.). В то же время состояние недоступности наступает каждые 291 мин. Команды на недоступность генерируются блоком GENERATE.

Формат записи блока GATE в режиме SNV:

GATE SNV nak,FACIL2

В операционном поле <X> блока GATE задан логический операнд SNV -- многоканальное устройство (накопитель) не доступно. В поле <A> определено имя накопителя (в программе nak), состояние которого проверяется. В поле <B> задается альтернативный блок (в программе FACIL2), если логический операнд поля <X> имеет значение "ложь". Если альтернативный блок задан, то блок GATE работает в режиме безусловного входа, т.е. транзакт всегда может войти в блок GATE. При этом если логический операнд имеет значение "истина", то транзакт пытается войти в следующий по номеру блок. Если же операнд имеет значение "ложь", то транзакт пытается войти в альтернативный блок, заданный полем <B> (в программе блок с меткой FACIL2).

Перераспределение требований по устройствам может быть изменено блоком GATE с другим условием в операционном поле <X>.

Приведем программу под номером 4 для решения примера 3, в котором задается условие доступности накопителя. Для этого случая в поле <X> блока GATE установлен логический операнд SV. Изменение режима работы блока GATE отразится на статистике устройств и накопителя.

Задание к программам 3 и 4. Видоизменить программы так, чтобы моделирование осуществлялось в течение 5 часов.

В исходных программах изменить емкость накопителя: 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.

В исходных программах команды недоступности генерировать по средним значениям из интервала от 15 до 50 мин.

Запрограммировать ситуацию: если 1-е устройство не доступно, то транзакты должны покидать систему. Система функционирует 5 часов.

Изучить и объяснить файлы стандартных отчетов.

Записать и запустить на выполнение программу для решения примера 4.

Моделирование накопления транзактов, синхронизации движения по модели транзактов, управление потоком транзактов в зависимости от состояния логического ключа.

Блок GATHER осуществляет накопление сообщений (транзактов), принадлежащих одному и тому же набору (ансамблю), с последующей попыткой одновременной передачи их к следующему блоку. Действие блока GATHER аналогично действию блока ASSEMBLE. Отличие состоит в том, что после накопления в блоке числа транзактов, указанного в поле <A>, они все передаются в следующий блок. Блок GATHER не уничтожает вошедших в него транзактов.

Блок MATCH предназначен для синхронизации продвижения двух транзактов одного ансамбля (семейства), движущихся по разным путям модели. Для синхронизации необходимы два блока MATCH, находящиеся в соответствующих местах моделирующей программы и называемые сопряженными.

Для представления в модели коммутируемых объектов используют логические ключи, моделируемые блоками LOGIC и GATE. Блок LOGIC устанавливает положение ключа, которое может быть проверено любым сообщением (транзактом) в любой части модели. Блок LOGIC используется для "включения", "выключения" или инвертирования состояния ключа. Блок GATE, в зависимости от состояния логического ключа, осуществляет управление потоком транзактов.

Пример 4. Смоделировать следующий процесс прохождения 100 деталей на производственном участке. На участок сборки подшипников поступают обоймы, и шарики с интервалом времени 254 единицы. На контроль обоймы затрачивается 41 единицы времени; контроль шариков производится последовательно со временем 21 единица времени на шарик. Операция сборки требует одновременного поступления обоймы и всех шариков и производится со временем 42 единицы. В одной обойме должно быть 8 шариков. Все процессы подчиняются равномерному закону.

Единица времени задается пользователем. Система GPSS World осуществляет моделирование в относительных единицах, поэтому в файле стандартного отчета указываемые единицы времени можно рассматривать как те, которые задаются пользователем (минуты, секунды и т.д.).

Решение примера приводится как программа 5.

Формат записи блока GATHER:

gather <A>

В поле <A> задается число транзактов, принадлежащих к одному семейству, которое надо накопить (в программе 8 транзактов). Операнд поля <A> может быть именем, положительным целым (как в программе число 8), СЧА, СЧА с параметром (СЧА$<параметр>). При входе транзакта в блок GATHER, интерпретатор GPSS World просматривает семейство, к которому он принадлежит, и проверяет, находится ли в данном блоке GATHER другой транзакт из того же семейства. Если в блок GATHER не вошло заданное число транзактов, транзакты, находящиеся в блоке, остаются в состоянии синхронизации.

В программе после поступления в блок GATHER 8 транзактов (8 шариков) они все выходят из блока и поступают в следующий по номеру блок -- блок ASSEMBLE. Блок ASSEMBLE по своему функциональному назначению собирает 9 транзактов и отправляет в следующий по номеру блок один транзакт. С помощью блока ASSEMBLE моделируется процесс сборки подшипника -- 8 шариков и одна обойма.

Записать и запустить на выполнение программу для решения примера 5.

Изучение блока MATCH.

Пример 5. Детали на участок поступают с интервалом времени 30050 единиц. Обработку производят двое рабочих. После завершения операции обработки, выполняемой первым рабочим со временем 90 единиц и вторым со временем 60 единиц, производится операция сверки, время выполнения которой принимается равной нулю. Затем третий рабочий производит сборку изделия из этих деталей со временем 40 единиц. Сборка начинается только после поступления всех деталей. Смоделировать процесс прохождения 100 деталей.

Программа решения примера 5 представлена как программа 6.

Из условия примера видно, что специальных мер по реализации прохождения точно 100 деталей не требуется, так как время поступления деталей на обработку заметно больше суммарного времени обработки: 30050 против 90+60+40=190. В программе в блоке GENERATE не используется поле <D> с установкой числа 100. Синхронизация прохождения транзактов (деталей) по модели осуществляется с помощью двух блоков MATCH. Один блок MATCH установлен как бы в первом устройстве, а другой -- во втором. Транзакты (детали) не отправляются в блок ASSEMBLE (на сборку) до тех пор, пока оба устройства (оба рабочих) не закончат требуемую обработку. Так с помощью блока MATCH осуществляется синхронизация продвижения транзактов по модели.

Формат записи блоков MATCH:

sss1 match <A>

sss2 match <A>

В поле <A> блока MATCH (с меткой sss1 в программе PRIM21.GPS) задается имя сопряженного блока MATCH (метка sss2). Синхронизация движения транзактов осуществляется путем подбора пар транзактов из одного ансамбля и задержки этих транзактов до тех пор, пока оба транзакта из одной пары не поступят в заданные точки модели (в программе PRIM21.GPS это выходы устройств -- блоки RELEASE, откуда они поступают далее на сборку в блок ASSEMBLE).

Без условия синхронизация (без блоков MATCH) пример 5 можно видоизменить к следующему виду.

Записать и запустить на выполнение программу для решения примера 6.

Пример 6. Детали на участок поступают с интервалом времени 30050 единиц. Обработку производят двое рабочих. После операции обработки, выполняемой первым рабочим со временем 90 единиц и вторым со временем 60 единиц, детали отправляются на сборку к третьему рабочему. Третий рабочий производит сборку изделия из этих деталей со временем 40 единиц. Смоделировать процесс прохождения 100 деталей.

Программа решения примера 6 представлена как программа 7.

Табл.

Программа 7 по сравнению с программой 6 имеет на два блока меньше, но это приводит к иным результатам. Анализ моделирования произвести по файлам стандартного отчета.

Записать и запустить на выполнение программу для решения примера 7.

Работа логического ключа.

Пример 7. На обработку поступают 101 требование с интервалом времени 71 единицы. Нечетные по номеру требования обрабатываются на первом приборе со временем 15 единиц, четные -- на втором приборе со временем 17 единиц. Смоделировать процесс прохождения и обработки требований в системе.

Решение примера 7 приводится в программе 8. Формирование потока четных и нечетных по номеру требований осуществляется блоками LOGIC и GATE (в режиме LS).

Табл.

Формат записи блока LOGIC:

LOGIC <X> <A>

Во вспомогательном поле операций <X> задается мнемоническое обозначение I -- логический ключ под именем key1 инвертируется. В поле <A> задается номер или имя (в программе имя key1) логического ключа. Ссылка на имя ключа может происходить в любом месте программы. В поле <X> могут быть также заданы следующие мнемонические обозначения:

S -- логический ключ устанавливается в состояние "включен";

R -- логический ключ устанавливается в состояние "выключен".

Формат записи блока GATE для проверки логических ключей:

GATE <X> <A>,<B>

Во вспомогательном поле <X> задается один из следующих логических операторов:

LS -- логический ключ, заданный в поле <A>, включен;

LR -- логический ключ, заданный в поле <A>, выключен.

В поле <A> задается номер или имя логического ключа, состояние котрого проверяется (в программе key1). В поле <B> задается номер блока, к которому переходит транзакт, если логический оператор вспомогательного поля <X> имеет значение "ложь" (в программе устройство с меткой chan2). Если значение логического оператора -- "истина", транзакт переходит к следующему по номеру блоку (в устройство с меткой chan1).

Задание к примерам 4, 5, 7.

Для примера 4 смоделировать: процесс прохождения 500 деталей, работу системы в течение 5 часов.

Для примера 5 изменить средние времена обработки: 60 и 90, 60 и 60, 120 и 60, 60 и 120, соответственно для первого и второго устройств. Задать пятикратную обработку во втором устройстве с исходными данными программы 6.

Для примера 7 применить режим LS блока GATE для изменения порядка прохождения через устройства четных и нечетных транзактов. В исходной программе 8 применить режимы "S" и "R" для блока LOGIC. Написать программу. в которой четные транзакты обрабатываются в устройстве пятикратным циклом, а нечетные транзакты обрабатываются семикратным циклом. В программе изменить имя логического ключа, задать какой-либо числовой номер логического ключа.

Изучить и объяснить файлы стандартных отчетов рассмотренных программ.

Контрольные вопросы

1. Для чего предусмотрены блоки FUNAVAIL, FAVAIL?

2. Какие режимы работы предусмотрены для блока FUNAVAIL?

3. Каким оператором описывается емкость накопителя?

4. Как работают блоки использования накопителя ENTER и LEAVE?

5. С помощью каких блоков осуществляется доступность и недоступность многоканального устройства?

6. Какой блок переводит многоканальное устройство в состояние недоступности?

7. Какой блок переводит заданное многоканальное устройство из состояния недоступности в состояние доступности?

8. Какой блок осуществляет накопление сообщений (транзактов), принадлежащих одному и тому же набору (ансамблю), с последующей попыткой одновременной передачи их к следующему блоку?

9. Для чего предназначен блок MATCH?

10. Для чего используют логические ключи, моделируемые блоками LOGIC и GATE?

Содержание отчета и его форма

1. Форма отчета письменная.

2. Выполнить примеры 1-7 (задания к примерам выполняются по требованию преподавателя).

3. Продемонстрировать данную работу на ПК.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Литература

1. Боев В. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World. - Санкт-Петербург:BHV-Санкт-Петербург, 2004 г. - 368 стр.

2. Вентцель Е.С. Исследование операций.- М.: Сов.радио, 1972.

3. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: Высш. шк., 1987.

4. Кузин Л.Т. Основы кибернетики: В 2 т.- М.: Энергия, 1979.

5. Разработка САПР. Кн. 9. Имитационное моделирование: Практ. пособие / В.М.Черненький: Под ред. А.В. Петрова. М.: Высш. шк., 1990.

6. Советов Б.Я. Моделирование систем. Практикум: Учебное пособие для вузов/ Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2003. - 295 с.:ил.

7. Шрайбер Г.Дж. Моделирование на GPSS.- М.: Высш. шк., 1980.

Литература

Стандартная выходная статистика

Файл стандартной выходной статистики создается с помощью команды REPORT .Отформатированный файл статистики состоит из подразделов, содержащих стандартную статистику об объектах GPSS использованных в модели. Начинается файл статистики с заголовка, который появляется на каждой странице файла статистики. После заголовка автоматически вставляется подзаголловок , который содержит имя неотформатированного файла статистики, номер версии GPSS, серийный номер, дату и время моделирования. Далее следует строка, содержащая основную информацию о результатах работы модели:

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

Где,

START_TIME-абсолютное системное время в момент начала моделирования, оно эквивалентно абсолютному системному времени;

END_TIME - абсолютное время в момент завершения моделирования;

BLOCKS- количество блоков, использованных в модели к моменту завершения моделирования;

FACILITIES- количество устройств, использованных в модели к моменту завершения моделирования;

STORAGES - количество многоканальных устройств, использованных в текущей модели к моменту завершения моделирования;

FREE_MEMORY- количество байтов памяти доступной для дальнейшего использования.

Затем в файле статистики следует информация об именах, которые просматривает GPSS/PC в ходе моделирования. Информация об именах имеет следующий вид:

NAME VALUE TYPE

Поле NAME отмечает имена, содержащиеся в программе модели. Поле VALUE определяет числовое значение, соответствующее имени. Система устанавливает начальный номер равный 10000. Поле TYPE равно 0, если значение имени устанавливает пользователь, равно 2, если значение имени устанавливает система , 3- если имя является именем блока.

Далее описываются блоки текущей модели в виде:

LINE LOC BLOCK_TYPE NTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

Поле LINE -определяет номер строки в рабочей модели.

Поле LOC - определяет имя или номер этого блока.

Поле BLOCK_TYPE-определяет тип этого блока, а поле ENTRY_COUNT - определяет количество транзактов вошедших в данный блок, после последнего выполнения блоков RESET или CLEAR , или с начала работы программы.

Поле CURRENT_COUNT - определяет количество транзактов, находящихся в данном блоке в конце моделирования.

Поле RETRY-определяет количество транзактов, ожидающих специальных условий, зависящих от состояния данного блока.

Если в модели используются объекты типа «устройство», то далее в файле статистики идет информация об этих объектах:

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY

Поле FACILITY- определяет номер или имя объекта типа «устройство».

Поле ENTRIES - определяет количество раз, когда устройство было занято или прервано после последнего выполнения блоков RESET или CLEAR , или с начала работы программы.

Поле UTIL. - определяет часть периода моделирования, в течение которого устройство было занято.

Поле AVE._TIME- определяет среднее время занятости устройства одним сообщением в течение периода моделирования после последнего выполнения блоков RESET или CLEAR.

Поле AVAILABLE - определяет состояние готовности устройства в конце периода моделирования. Оно равно1 если устройство готово и 0 если не готово.

Поле OWNER - определяет номер последнего сообщения, занимавшего устройство. 0-устройство не занималось.

Поле PEND -определяет количество сообщений, ожидающих устройство находящееся в «режиме прерывания».

Поле INTER - определяет количество сообщений, прерывающих устройство в данный момент.

Поле RETRY- определяет количество сообщений, ожидающих специальных условий, зависящих от состояния объекта типа «устройство».

Поле DELAY- определяет количество сообщений, ожидающих занятия устройства.

В случае использования в модели объекта типа «очередь», далее следует информация об этих объектах.

QUEUE MAX CONT. ENTRIES ENTRIES(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

Поле QUEUE определяет имя или номер объекта типа «очередь». Поле MAX определяет максимальное содержимое очереди в течение периода моделирования, который начинается с начала работы программы или с последнего оператора RESET или CLEAR. Поле CONT. определяет текущее содержимое очереди в конце периода моделирования. Поле ENTRIES определяет общее количество входов в течение периода моделирования. Поле ENTRIES(0)- общее количество входов в очередь с «нулевым» временем ожидания. Поле AVE.CONT.- среднее значение содержимого очереди. AVE.TIME - среднее время, проведенное в очереди с учетом всех входов в очередь. AVE.(-0)- среднее время, проведенное в очереди без учета «нулевых» входов в очередь. RETRY- количество сообщений, ожидающих специальных условий, зависящих от состояния объекта типа «очередь».

Если в модели использовались объекты типа «многоканальное устройство», то далее в файле статистики идет информация об этих объектах.

STORAGE CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

Поле STORAGE определяет имя или номер объекта типа «многоканальное устройство». Поле CAP. Определяет емкость многоканального устройства, заданную оператором STORAGE. Поле REMAIN. Определяет число единиц свободной емкости многоканального устройства в конце периода моделирования . MIN.-минимальное количество используемой емкости многоканального устройства за период моделирования. MAX.- максимальное количество используемой емкости многоканального устройства. ENTRIES-количество входов в многоканальное устройство за период моделирования. AVL. определяет состояние готовности многоканального устройства в конце периода моделирования.1-многоканальное устройство готово, 0- не готово. AVE.C.-определяет среднее значение занятой емкости за период моделирования. UTIL.- определяет часть периода моделирования в течение которого многоканальное устройство использовалось. RETRY- количество сообщений, ожидающих специальных условий , зависящих от состояния многоканального устройства. DELAY-определяет количество сообщений, ожидающих возможности входа в блок ENTER. Далее следует информация о сохраняемых величинах (ячейках), если они использовались в модели.

SAVEVALUE VALUE RETRY

Поле SAVEVALUE определяет имя или номер объекта типа «сохраняемая величина». Поле VALUE определяет значение сохраняемой величины в конце моделирования. Поле RETRY определяет количество сообщений, ожидающих наступления специальных условий, зависящих от состояния сохраняемой величины.

Размещено на Allbest.ru